電子實驗課程探究型教學法之應用

李 纮 王昕鑫 李 瑛

陸軍工程大學軍械士官學校 湖北 武漢 430075

引言

目前電子技術的實驗教學基本是沿用了“在課堂講授電路理論知識—在實驗室演示實驗過程—學生模仿做驗證實驗”的教學模式。這種教學模式對提高學員的能力,培養學員的創新意識遠遠不夠,實驗教學不僅是要幫助學員加深對電路理論和電路知識的理解,更要在培養學員探究能力上下功夫,因此,要深化實驗課教學的改革,加強探究型實驗教學。

1 探究型實驗教學的特點與目的

探究型教學是指學員在教員的指導下,通過自主學習、主動探究、交流合作等方式對教學內容中的某些知識點或實驗現象進行深入探究,實現學習與探究相結合的教學模式,它的突出特點是學員通過對問題或課題的探究進行學習,注重培養學員思維、創新、合作能力。探究型實驗學員不是被動接受知識,不是簡單模仿,而是主動思考,發現新知識,應用所學知識與技能解決問題的過程。探究的問題,可源于教學的重點、難點或實驗中遇到的令人疑惑不解的現象。在探究性教學中,學員要解決的問題在教材上沒有現成的答案,需要學員通過查閱資料,合作討論、分析問題、擬出實踐步驟和解決方案。

2 電子技術探究型實驗的實施

2.1 設定能力的目標 在掌握基本驗證型實驗技能的基礎上,探究型實驗的能力目標為：一是根據問題或課題,能自主地合理安排實驗內容和步驟；二是知道如何選用實驗所需的器材、儀器儀表,并會正確安全使用這些器材、儀器儀表；三是知道如何測量所需數據,能正確地進行觀察和讀數；四是能正確分析實驗數據,導出正確、合理的結論；五是形成綜合分析運用知識的能力,可自行分析排查常見電路故障。

2.2 設置探究的問題 探究型教學將學習理論知識與發現探索新知識相結合,鼓勵學員積極發現問題,大膽提出問題。

探究型實驗是在學員完成驗證性實驗之后,掌握基本電子實驗技能的基礎上,設置要探究的問題。教員要告訴學員,學習貴在“能自出新意”,即不僅要不斷學習新知識,還要有自己的新發現新體會。探究型實驗的課題的設置要遵循的原則：一是必須體現教學的重點內容；二是必須是學員未知的新知識；三是要與學員現有的知識水平、認知水平、研究能力相適應。課題不能太簡單,不具挑戰性,學員提不起勁頭,也不能太難,打擊他們的自信心。四是探究問題通常由教員精心設置提出,也可以是學員在實驗中遇到疑問時提出。

探究問題一：在橋式整流電路實驗中,從信號發生器引出9V 交流電壓加到整流電路的輸入端,在輸出端應該能觀察到全波整流輸出電壓,即脈動直流電壓,可是有的同學在輸出端觀察到的波形的導通角卻小于180度,這是什么原因?

探究問題二：單管共發射極放大電路的基本實驗是連接電路、測試靜態工作點,測試放大倍數、輸入電阻、輸出電阻等。在此基礎上,教員可以啟發學員思考,影響靜態工作點的因素有哪些? 如果靜態工作點發生變化,偏離合適值,對放大電路的性能是否會產生影響? 產生怎樣的影響?如何處理這些影響?

探究問題三：共集電極放大電路的電壓放大倍數等于1,它的輸入電阻、輸出電阻有什么特點?如何應用這些特點? 如何應用它與共發射極放大電路協作工作?

2.3 引導探索求證 在思考問題原因,尋找答案時,許多學生發出了“書到用時方恨少”的感慨,這時教員就要因勢利導,引導學員學習科學的研究方法,引導學員去查閱資料,經過搜索資料,認真研讀,查到原因,在教員指導下,確定解決問題方案,再回到實驗中加以檢驗。

在單管共發射極放大電路實驗中,學生發現基極電阻、集電極電阻的阻值以及放大電路的電源電壓值都會影響電路的工作點,工作點過高會發生飽和失真,工作點過低會發生截止失真,那么如何消除失真呢?最佳解決方案是什么? 在教師指導下,學生發現,如果改變電源電壓會影響到其它與此電路共用電源的電路,改變集電極電阻的阻值則會影響放大電路的交流負載,進而影響電路的放大性能,那么改變基極電阻可以有效地調節靜態工作點而對交流性能指標又沒什么影響。學生經過艱苦努力,找到了解決問題的最佳辦法,體驗到了學有所獲的喜悅。

在射極輸出器電路實驗中,學生已知它的放大倍數僅為1,沒有將輸入信號的電壓進行放大的能力,但射極輸出器的輸入電阻大,輸出電阻小,利用這些特點,可用它在多級電壓放大器中做輸入級、中間緩沖極、輸出級,做共發射極放大電路的好幫手,使得交流信號的傳輸效率大為增加。

為了逐步減少學員的依賴心理,教員要將實驗儀器的使用、實驗方法的選擇、實驗步驟的安排交由學員自行摸索,但這并不意味著對學生放任不管,教員要注意巡視輔導,指導學員規范操作,消除安全隱患,確保實驗安全順利地進行。

2.4 撰寫實驗報告 “沒有總結,就沒有提高。”探究型教學的目的在于引導學生初步掌握科學研究的方法,因此教師要讓學生將自己的探究過程加以記錄,所得收獲加以整理歸納總結。撰寫實驗報告是一種常見而又有效的總結方法。實驗報告要把重點放在解決問題的思路、方法上,其內容應包括本次探究實驗要解決的問題是什么,采用了哪些實驗方法和步驟,實驗過程又發現了什么問題,實驗過程用到了哪些理論知識,在理論知識的認識理解上獲得了哪些提高。

通過學生自己總結,教師評價,使探究實驗教學實現從理論指導實踐,再從實踐發現新的知識的過程,學生通過總結經驗,吸取教訓,在學習上達到一個新的高度。

結語

探究型實驗教學中教師要善于選擇課題,對學生進行科學研究方法的啟蒙教學,教師應該努力探索,不斷創新,找出一條切實可行并行之有效的途徑,使實驗教學能更好地為提高學生素質發揮作用。